Renesas dezvoltă tehnologii pentru SoC-uri gateway de comunicații auto

Renesas dezvoltă tehnologii pentru SoC-uri gateway de comunicații auto

Marca temporală: 28 februarie 2023 2:52
Nodul sursă: 1984396

Renesas Electronics Corporation, un furnizor de soluții avansate de semiconductor, a anunțat că a dezvoltat patru tehnologii pentru dispozitive system-on-chip (SoC) pentru gateway-uri de comunicații în vehicule. Se așteaptă că aceste SoC-uri vor juca un rol crucial în definirea arhitecturii electrice/electronice (E/E) de nouă generație în sistemele auto.

SoC-urile pentru gateway-uri auto trebuie să ofere atât performanță ridicată pentru implementarea de noi aplicații, cum ar fi serviciile cloud, cât și consum redus de energie atunci când nu sunt utilizate. De asemenea, trebuie să ofere un răspuns CAN rapid pentru a sprijini pornirea instantanee. În plus, aceste SoC-uri trebuie să ofere o tehnologie de comunicație eficientă din punct de vedere energetic, care să permită funcționarea rețelei ca gateway, folosind putere limitată și tehnologie de securitate pentru a permite o comunicare sigură în afara vehiculului. Pentru a îndeplini aceste cerințe, Renesas a dezvoltat (1) o arhitectură care modifică dinamic timpul de funcționare a circuitului pentru a se potrivi cu condițiile vehiculului cu performanță optimizată și consum de energie, (2) tehnologie de pornire rapidă prin partiționarea și alimentarea numai a programelor esențiale, (3) ) un accelerator de rețea care atinge o eficiență energetică de 10 gigabiți pe secundă/watt (Gbps/W) și (4) o tehnologie de securitate care previne interferențele de comunicare prin recunoașterea și protejarea comunicării vitale în interiorul vehiculului legate de controlul vehiculului.

Renesas a anunțat aceste realizări la Conferința Internațională a Circuitelor Solid-State 2023 (ISSCC 2023), 19 – 23 februarie, în San Francisco, California.

Detaliile noilor tehnologii includ:

1. Arhitectură care optimizează performanța de procesare și consumul de energie în funcție de condițiile vehiculului

SoC-urile gateway de comunicație trebuie să ofere performanțe de procesare care depășesc 30,000 de milioane de instrucțiuni Dhrystone pe secundă (DMIPS) atunci când rulează, menținând în același timp consumul de energie în standby la 2 mW sau mai puțin pentru a menține durata de viață a bateriei. De obicei, SoC-urile de înaltă performanță au, de asemenea, un consum mare de energie în modul de așteptare, în timp ce SoC-urile cu consum redus de energie în standby au probleme de performanță. Pentru a rezolva acest compromis, Renesas a combinat într-un singur cip un sistem de aplicații de înaltă performanță și un sistem de control optimizat pentru un consum de energie în standby ultrascăzut. Noua arhitectură controlează sursele de alimentare ale acestor două subsisteme și modifică timpul de funcționare a circuitului pentru a obține un echilibru optim între performanță și eficiența energetică. Acest lucru are ca rezultat o performanță mai mare în timpul funcționării și un consum mai mic de energie în timpul standby.

2. Tehnologie de pornire rapidă cu memorie flash externă care atinge aceeași viteză rapidă ca și memoria flash încorporată

Deoarece SoC-urile gateway de comunicație gestionează procesarea funcțiilor critice legate de controlul vehiculului, acestea trebuie să poată răspunde la CAN în 50 de milisecunde (msec.) de la pornire. Cu toate acestea, dacă SoC utilizează un proces care nu acceptă memoria flash încorporată, programul de pornire trebuie să fie criptat și stocat în memoria flash externă. Aceasta înseamnă că este nevoie de timp suplimentar pentru a încărca datele programului și a le decripta. Pentru a rezolva această problemă, Renesas a dezvoltat o tehnologie care împarte programul în secțiuni și inițial încarcă și decriptează doar o parte esențială pentru pornire, continuând în același timp să încarce restul programului în paralel. Acest lucru permite un răspuns rapid la CAN (50 ms sau mai puțin), chiar și atunci când utilizați memorie flash externă.

3. Accelerator de rețea foarte eficient cu eficiență de comunicare de 10 Gbps/W

Pentru a permite răcirea aerului și disiparea căldurii pentru unitățile de control electronice (ECU), SoC-urile gateway de comunicație trebuie să mențină consumul de energie la 7 wați sau mai puțin. Deoarece performanța de procesare de calcul de 30,000 DMIPS sau mai mare necesită aproximativ 6 wați de putere, numai aproximativ 1 wat poate fi utilizat pentru procesarea în rețea. Acest lucru reprezintă o provocare, deoarece comunicarea totală de 10 Gbps trebuie realizată folosind 1 watt de putere, cu o eficiență de procesare de numai aproximativ 3 Gbps/W atunci când este procesată de procesor. Pentru a rezolva această problemă, Renesas a descărcat procesarea de la CPU la un accelerator de rețea personalizat, obținând o eficiență mai mare la 9.4 Gbps/W. În plus, Renesas a sporit eficiența la 11.5 Gbps/W prin trecerea metodei de rutare de la o abordare TCAM convențională la un tabel hash în SRAM.

4. Tehnologie de securitate pentru a preveni interferența cu comunicarea care necesită o fiabilitate ridicată

Un SoC gateway de comunicație realizează un set mixt de sarcini, cum ar fi procesarea datelor legate de controlul vehiculului, care necesită un nivel ridicat de fiabilitate și cantități mari de comunicare aleatoare a datelor cu serviciile cloud și altele. Deoarece controlul vehiculului este esențial pentru asigurarea siguranței, protejarea și separarea datelor critice pentru misiune este importantă. Cu toate acestea, în ciuda diferențelor dintre tipurile de date, toate datele sunt transmise prin aceeași rețea în interiorul vehiculului, ceea ce duce la intersecții fizice și ridică probleme de securitate. Pentru a face față acestei provocări, Renesas a dezvoltat o tehnologie de securitate care analizează pachetele primite către SoC. Acesta determină dacă acestea conțin sau nu date esențiale și le atribuie diferitelor căi și funcții de control în cadrul acceleratorului de rețea. Acest lucru previne interferența cu datele care necesită o fiabilitate ridicată și protejează comunicarea datelor în vehicul împotriva unei varietăți de amenințări de securitate.

Aceste patru tehnologii au fost încorporate în Renesas R-Car S4 SoC gateway de comunicații pentru vehicule. Cu cel mai recent R-Car S4, dezvoltatorii pot accelera progresele în arhitecturile E/E, pot implementa conexiuni sigure cu serviciile cloud și pot asigura controlul sigur și fiabil al vehiculului în același timp.

Comentează acest articol de mai jos sau prin intermediul Twitter: @IoTNow_OR @jcIoTnow

Timestamp-ul:

Mai mult de la IoT acum